【正文】 ?? ?? 為確 定式中的 q1 及 h 值，用下式計(jì)算通過(guò)墻后段的滲流量 q2 ? ?? ? ? TTL HhKHmL HhKq T )2 222 2222 ???? ?? 式中： K — 壩殼滲透系數(shù)， m/s； H2 — 下游水深， m； L — 計(jì)算長(zhǎng)度， m； M2 — 下游壩坡坡率； KT — 壩基滲透系數(shù)， m/s； 已知 K=1 102cm/s； H2==； KT=1 102cm/s； T=4m； 計(jì)算長(zhǎng)度 L=+； m2= ? ?? ? ? ? ? ?hfhhq 22222222 ???????????? ???? ???? 根據(jù)水流連續(xù)條件， q1=q2=q，聯(lián)立等式 f1(h)、 f2(h)，用試算法求得 h=，將 h 分別代入 q q2，解得 q1= 106≈ q2= 106m3/，故 h=， q= 106 （ m3/） 3）繪制浸潤(rùn)線：由于 h=，而下游水深 H2=，故浸潤(rùn)線近似一直線，如圖 所示。 （ 2）附圖 22 斷面的滲流計(jì)算 1）計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 所示。 2）單寬滲流量 上游水位 ，壩底高程為 ，下游無(wú)水，無(wú)排水設(shè)備， 用下式計(jì)算通過(guò)心墻的 15 單寬滲流量： ?2 221 hHKqo ??（ 34） 已知心墻的滲透系數(shù) Ko=1 106cm/s；上游水深 H1==；心墻的平均厚度為σ =[() 2+4+4]/2=，代入公式得： ? ?hfhq 122261 ?? ???? ?? 按下式計(jì)算通過(guò)下游壩殼的單寬滲流量： LhmLKhq??? 222222（ 35） 已知壩殼滲透系數(shù) K=1 102cm/s。 下游壩坡系數(shù) m2=，計(jì)算長(zhǎng)度 L=10+() 2+() +2(+4)/2 =，代入公式得： ? ?hfh hq 2222 222 10101 ??? ??? ?? 根據(jù)水流連續(xù)條件， q1=q2=q，聯(lián)立等式 f1(h)、 f2(h)，用試算法求得 h=，將 h 分別代入 q q2，解得 q1= 108≈ q2= 108m3/，故 h=， q= 108 m3/ 3）繪制浸潤(rùn)線：由于 h=，而下游無(wú)水，故浸潤(rùn)線近似一直線 ，如圖 所示。 3. 計(jì)算總滲流量 Q ??? ni iilqQ 1 （ 36） ? ? ? ? ? ?? ?smQ / 3466????? ?????????? 滲透穩(wěn)定驗(yàn)算 ：大壩在校核洪水位 的庫(kù)容 108m3，設(shè)計(jì)洪水位的庫(kù)容 108m3；日滲漏量 34 mQ ?????? ? ，故滿足防滲要求。 ： （ 1）判別滲透破形式：由土體的不均勻系數(shù)和土體內(nèi)的細(xì)粒含量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式判別： nnaPg ?? 1（ 37） 式中： a — 修正系數(shù)， — ，本設(shè)計(jì)取 ； n — 土體孔隙率，已知 n=； Pg — 粒徑小于或等于 2mm 的細(xì)粒臨界質(zhì)量分?jǐn)?shù)， %。 16 計(jì)算得， mmPg ????，判別可能產(chǎn)生管涌。 （ 2）計(jì)算滲透坡降并核算： 滲流逸出點(diǎn)實(shí)際滲透坡降為：LHJ ???（ 38） 已知：Δ H=hH2==， L=，計(jì)算得 ? ? 40 02 5 48 ???? JJ ,所以滿足要求。 穩(wěn)定計(jì)算 穩(wěn)定計(jì)算目的、方法及原理 1. 穩(wěn)定計(jì)算的目的是：保證壩體在自重、各種情況下的孔隙壓力和外荷載作用下，具有足夠的穩(wěn)定性，不致發(fā)生通過(guò)壩體或壩體連同地基的剪切破壞，即核算所擬壩的剖面是否安全經(jīng)濟(jì)。 2. 穩(wěn)定計(jì)算的方法：基于極限平衡理論，采用假定滑動(dòng)面的方法，依據(jù)滑弧的不同形式，可分為圓弧滑動(dòng)法、折線滑動(dòng)法和復(fù)合滑動(dòng)法： （ 1）圓弧滑動(dòng)法：由于這幾種壩型的滑動(dòng)面接近于圓弧，適用于均質(zhì)壩、厚斜墻壩和厚心墻壩。 （ 2）折線滑動(dòng)法適用于能夠形成折線滑動(dòng)面的非黏性土的壩坡，如：心墻壩的壩坡、斜墻壩的下游 壩坡，以及斜墻上游保護(hù)層連同斜墻一起滑動(dòng)的情況。 （ 3）復(fù)合滑動(dòng)法多用于滑動(dòng)面通過(guò)不同土料時(shí)，出現(xiàn)直線與圓弧組合的復(fù)合滑動(dòng)面形式，如：壩基內(nèi)有軟弱夾層時(shí)。 本次設(shè)計(jì)壩型為心墻壩，出現(xiàn)失穩(wěn)情況多為心墻壩非黏性土壩坡形成拆線滑動(dòng)面，故采用折線滑動(dòng)法進(jìn)行土石壩穩(wěn)定計(jì)算。 3. 折線滑動(dòng)法穩(wěn)定計(jì)算原理 擬定若干可能滑裂面，分別進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)用極限平衡分析法，算出每個(gè)可能滑裂面的安全系數(shù)，其中最小的安全系數(shù)即為所求，其值大于允許最小安全系數(shù)，即 ? ?cc KK ?min，則壩坡穩(wěn)定。 計(jì)算情況 1. 上游水位大約在壩底以上 1/3 壩高處的上游壩坡； 2. 上游水位為校核水位，下游為相應(yīng)水位的下游壩坡。 穩(wěn)定計(jì)算 1. 上游水位大約在壩底以上 1/3 壩高處的上游壩坡 1）假定上游水位為 ，按下式計(jì)算安全系數(shù) 17 ? ?????????????????0)c o s (s i nt a ns i n1t a nc o s10t a nc o s1s i n211222211222111111???????????PGPKGKGKGPccc 式中： G G2 — 土塊重量， KN； ψ ψ 2 — 兩塊土體底面的抗剪強(qiáng)度，176。； α α 2— 滑動(dòng)面與水平面夾角，176。； P1 — 假定條塊間作用力， KN； Kc — 安全系 數(shù)。 已知：ψ 1=31176。；ψ 2=31176。；假定α 1=33176。；α 2=10176。，為計(jì)算方便上游坡取平均值m=[（ ） +（ ） +（ 723699） + 2]/（ ）=； 其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 所示。 取單寬，重量 G G2分別由下式計(jì)算： 21211 111 ??? ?????? ???N D A NE D N EB C D E B SSG SG 上二式中 ??????????????????????12121)())((2122mmHHmmHEDHNDSEDNDSNDBCNDBCSSSSN D A NE D N EB N D C BE D N EB N D C BB C D E B 已知 ,。24699723, a nt a n 22 ???????? mmHccm ? 則mm E DNDmcmEDmBCmcED a )()(10t a n241?????????????????????? ???? 18 ? ?2222 7 92121 7 mSmSmSmSB C D E BN D A NE D N EB N D C B??????????????? 已知濕重度 31 / mKN?? ，飽和重度 3/ mKNsat ?? ，則浮容重32 / mKNws a t ????? ??? 則KNG KNG ??????? ???? 代入安全系數(shù)計(jì)算公式得 ? ??????????????????????????????0)1033c os (10s 31t a n1033s in131t a n10c 031t a n33c 111PPKKKPccc 整理后解得： Kc= 2）假定上游水位為 、 ， ，再假定不同α α 2分別計(jì)算 Kc值，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 所 示。 經(jīng)過(guò)比較，當(dāng)上游水位為 時(shí)，α 1=27176。、α 2=10176。時(shí)， Kcmim=。 2. 上游為校核洪水位及下游為相應(yīng)水位的下游壩坡 已知校核洪水位為 ，相應(yīng)的下游水位為 ，假設(shè)不同的 α α 2，采用折線法分別計(jì)算 Kc值，得：α 1=26176。、α 2=11176。時(shí)， Kcmim=，計(jì)算成果列表 。 3. 結(jié)論 由上述計(jì)算成果知：該壩在正常工作條件下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為 ，大于 SL2742020規(guī)定的數(shù)值 ；在非常運(yùn)用條件下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)為 ，大于 SL2742020 規(guī)定的數(shù)值。見(jiàn)表 壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)表。因此，所擬定的土壩斷面尺寸是合理的。 19 表 壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù) 運(yùn)用條件 工程等級(jí) 1 2 3 4 正常運(yùn)用條件 非常運(yùn)用條件Ⅰ 非常運(yùn)用條件Ⅱ Kc G2 (KN) G1 (KN) Υ2 (KN/m3) Υ1 (KN/m3) m2 m1 76 m ψ2 （176。） 31 ψ1 （176。） α2 （176。） 10 10 9 10 8 9 10 12 10 11 8 10 α1 （176。） 33 30 22 27 36 26 31 22 40 26 28 22 H (m) 24 19 29 水位 723 718 728 20 4 泄水建筑物布置 溢洪道的布置 由于土石壩不容允從壩身溢流，需要在壩體以外的岸邊建造溢洪道，由于正槽溢洪道的過(guò)流能力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，工作可靠，擬采用正槽溢洪道。由提供的資料可知，溢洪道堰頂設(shè)計(jì)高程 750m，其相應(yīng)的地質(zhì)情況為基礎(chǔ)以下 10m 左右為砂質(zhì)頁(yè)巖及夾泥層，且單薄分水嶺巖層風(fēng)化嚴(yán)重，透水性大，對(duì)建筑物安全不利。 IV